(57)【要約】【課題】  加速性能と変速品質の両立が可能なハイブリッド車両の駆動装置を提供する。【解決手段】  モータジェネレータ３および／またはエンジン１の駆動力により歯車組２０Ａを介して出力軸６を駆動する第１の変速段から歯車組２０Ｅを介してエンジン駆動力により出力軸６を駆動するより高速な第２の変速段への変速時は、モータジェネレータ３が歯車組２０Ａを介して出力軸６を駆動するトルクアシスト状態とし、第２クラッチＣ２を遮断するとともに第１クラッチＣ１の締結力を増加調整して第１入力軸１１の回転を第２の変速段に適合させて第２の変速段用噛合い式クラッチ２１Ｃを締結し、その後に第１クラッチＣ１の締結力をすべり状態に制御するようにした。【選択図】    図２
2005147312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸と少なくとも２つの入力軸との間において噛合い式クラッチにより選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組を有し、第１入力軸は第１クラッチを介してエンジンに接続可能であり、第２入力軸はモータジェネレータに接続され且つエンジン若しくは第１入力軸に第２クラッチを介して接続可能であり、各歯車組は噛合い式クラッチを介して動力伝達可能となる変速機と、エンジンおよびモータジェネレータを制御すると共に第１，２クラッチの締結力および噛合い式クラッチを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、モータジェネレータおよび／またはエンジンの駆動力により第２入力軸と出力軸との間の歯車組を介して出力軸を駆動する第１の変速段から前記第１入力軸と出力軸との間の歯車組を介してエンジンの駆動力により出力軸を駆動する駆動力倍増率のより低い第２の変速段への変速時は、モータジェネレータが第２入力軸と出力軸との間の歯車組を介して出力軸を駆動するトルクアシスト状態とし、
第２クラッチを遮断するとともに第１クラッチの締結力を増減調整することで第１入力軸の回転を第２の変速段に適合させて第２の変速段を選択する噛合い式クラッチを締結し、
その後に第１クラッチの締結力をすべり状態に制御することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項２】
前記第１クラッチにおけるすべり状態での締結力は、運転者の駆動力要求に応じた締結力とすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置
の駆動装置
【請求項３】
前記第１クラッチにおけるすべり状態の締結力は、前記エンジンの目標回転数と前記エンジンの実回転数との差が敷居値以下の場合には、前記第１クラッチの締結力を最大値へ上昇させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項４】
前記モータジェネレータのトルクアシスト量は、前記第１クラッチの締結力を最大値へ上昇時におけるトルク変化を減少若しくは反転させるよう増減させることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項５】
前記第２クラッチの締結力は、前記第１クラッチの締結力を最大値へ上昇時におけるトルク変化を動力循環で吸収するよう一時的に増加させることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとモータジェネレータとを組合せて搭載したハイブリッド車両の駆動装置に関し、特に、出力軸と少なくとも２つの入力軸との間に選択的に作動可能な多数の歯車組を有する変速機を備え、第１入力軸は第１クラッチを介してエンジンに接続可能であり、第２入力軸はモータジェネレータに接続され且つエンジン若しくは第１入力軸に第２クラッチを介して接続可能なハイブリッド車両の駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から伝達効率の高い手動変速機の変速動作を自動化した変速装置（以下、ＡＭＴ）をベースとして変速時のトルク中断によるショックを防止するため、２つの入力軸は歯車組を有し夫々クラッチを介してエンジンに接続可能とし、一方の入力軸をモータジェネレータ（ＭＧ）で駆動可能として、歯車組を利用してモータジェネレータの動作点を比較的、自由に選択できると共に歯車組をエンジンとモータジェネレータとで共用することで軽量且つ小型としたツインクラッチ式変速機を備えたハイブリッド車両の駆動装置（ＡＭＴ−ＨＥＶ）が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、変速前に次の変速段のドッグクラッチを締結するプリシフトにより、変速前にドッグクラッチを締結し、変速時の動作を２つのクラッチの掛け換え制御のみとすることで、変速時の駆動力抜けに起因する空走感（運転者に違和感を与える）の低減と、変速時間の短縮を実現するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−８９５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、プリシフトによりエンジン駆動力が直接伝達していない入力軸も予め回転させるものであるため、その入力軸の回転慣性による駆動力の低下を生じ、全開発進加速などでは、加速性能が低下するといった不具合が懸念される。
【０００５】
また、加速性能を重視して、プリシフトを禁止し、エンジン駆動力が直接伝達していない入力軸の回転を停止させると、変速品質が低下するといった不具合が懸念される。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、加速性能と変速品質の両立が可能な複数の歯車組からなる変速機を備えるハイブリッド車両の駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、出力軸と少なくとも２つの入力軸との間において噛合い式クラッチにより選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組を有し、第１入力軸は第１クラッチを介してエンジンに接続可能であり、第２入力軸はモータジェネレータに接続され且つエンジン若しくは第１入力軸に第２クラッチを介して接続可能であり、各歯車組は噛合い式クラッチを介して動力伝達可能となる変速機と、エンジンおよびモータジェネレータを制御すると共に第１，２クラッチの締結力および噛合い式クラッチを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、モータジェネレータおよび／またはエンジンの駆動力により第２入力軸と出力軸との間の歯車組を介して出力軸を駆動する第１の変速段から前記第１入力軸と出力軸との間の歯車組を介してエンジンの駆動力により出力軸を駆動する駆動力倍増率のより低い第２の変速段への変速時は、モータジェネレータが第２入力軸と出力軸との間の歯車組を介して出力軸を駆動するトルクアシスト状態とし、第２クラッチを遮断するとともに第１クラッチの締結力を増減調整することで第１入力軸の回転を第２の変速段に適合させて第２の変速段を選択する噛合い式クラッチを締結し、その後に第１クラッチの締結力をすべり状態に制御するようにした。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、本発明では、出力軸と少なくとも２つの入力軸との間において噛合い式クラッチにより選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組を有し、第１入力軸は第１クラッチを介してエンジンに接続可能であり、第２入力軸はモータジェネレータに接続され且つエンジン若しくは第１入力軸に第２クラッチを介して接続可能であり、各歯車組は噛合い式クラッチを介して動力伝達可能となる変速機と、エンジンおよびモータジェネレータを制御すると共に第１，２クラッチの締結力および噛合い式クラッチを制御する制御手段とを備えるものであり、制御手段により、モータジェネレータおよび／またはエンジンの駆動力により第２入力軸と出力軸との間の歯車組を介して出力軸を駆動する第１の変速段から前記第１入力軸と出力軸との間の歯車組を介してエンジンの駆動力により出力軸を駆動する駆動力倍増率のより低い第２の変速段への変速時は、モータジェネレータが第２入力軸と出力軸との間の歯車組を介して出力軸を駆動するトルクアシスト状態とし、第２クラッチを遮断するとともに第１クラッチの締結力を増減調整することで第１入力軸の回転を第２の変速段に適合させて第２の変速段を選択する噛合い式クラッチを締結し、その後に第１クラッチの締結力をすべり状態に制御する。
【０００９】
即ち、変速時に、第２の変速段を選択する噛合い式クラッチをプリシフトすることなく、その締結に先立ち、第１クラッチの締結力を増減させて回転同期させるものであるため、変速動作と連動して、（必要エンジン動力がシフトアップに伴って低下されることに起因する）熱として捨てられていたエネルギを活用して第１入力軸の回転数を増減させ、ドッグクラッチ１５１を締結することができ、加速性能を損なうことない。
【００１０】
また、第１クラッチの締結力が滑り状態に制御されるため、エンジンのイナーシャによるエネルギが消費され、エンジン回転数はさらに徐々に低下し、駆動力の引込みや突上げを防止しつつ、エンジンの回転数推移が滑らかになり、エンジンのイナーシャによる突上げなどが発生せず、運転者に違和感のない変速動作が実行され、変速品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のハイブリッド車両の駆動装置を各実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用したハイブリッド車両の駆動装置の第１実施形態を示すシステム構成図である。
【００１３】
図１において、第１実施形態のハイブリッド車両の駆動装置は、原動機であるエンジン１と、エンジン１により駆動される一対の入力軸１１、１２と出力軸（車両駆動軸）６とを備える変速装置（ＡＭＴ）２と、変速装置２の一方の入力軸１２に連結され、その入力軸１２を介して回生若しくは力行が可能なモータジェネレータ３と、インバータ４を介してモータジェネレータ３へ電力供給および充電受入などを行うバッテリ５とを備え、変速装置２の出力軸（車両駆動軸）６は、デファレンシャル装置７を介して駆動輪８に連結されている。
【００１４】
前記エンジン１には、スタータと発電機の機能を有するスタータ・ジェネレータ９（Ｓ/Ｇ）が装備され、スタータ・ジェネレータ９により始動される。エンジン１は、図示しない電子制御式スロットル弁をエンジンコントローラ１０により開閉制御することでアクセルペダルと独立してエンジントルクおよびエンジン回転数が制御される。
【００１５】
前記変速装置（ＡＭＴ）２は、平行に配置されてエンジン１により駆動される第１入力軸１１および第２入力軸１２と、これら第１入力軸１１および第２入力軸１２と平行に配置された出力軸６を備える。前記第１入力軸１１および第２入力軸１２は、それぞれの第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を介してエンジン１の出力軸Ｘｅに連結可能である。第１入力軸１１および第２入力軸１２には複数の入力歯車が回転可能に取付けられ、各々の入力歯車は出力軸６に固定された複数の出力歯車のいずれか一つと常時噛合う歯車組２０Ａ〜２０Ｇを構成し、第１または第２入力軸１１、１２とドッグクラッチ２１Ａ〜２１Ｄを介して連結された際には、（図１は概略図であり、ギヤ比に対応するよう各歯車の外径が画かれていないが）夫々ギヤ比で設定する所定の変速段により車両を駆動可能である。例えば、前進６段後退１段の変速段を達成可能である。前記ドッグクラッチ２１Ａ〜２１Ｄは、具体的構造が図示されていないが、夫々入力軸１１、１２と一体となって回転し且つ軸方向に摺動可能なカップリングスリーブにより構成される。
【００１６】
前記ドッグクラッチ２１Ａ〜２１Ｄは、入力歯車に形成したカップリングと係合することで入力軸１１、１２と入力歯車との連結が達成されるよう構成され、入力歯車の間の入力軸１１、１２に配置される場合（２１Ｂ〜２１Ｄ）には、その両側の入力歯車のいずれかを選択して入力軸１１、１２に連結可能であり、入力歯車の側部に位置して配置される場合（２１Ａ）には、その入力歯車を入力軸１１、１２に連結可能である。複数のドッグクラッチ２１Ａ〜２１Ｄは、ＡＴＭコントローラ１３により、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２と共に、いずれかが自動選択（自動変速）され、その締結動作および解除動作は自動的に実行される。
【００１７】
前記モータジェネレータ３は、変速装置２の第２入力軸１２に連結され、第２入力軸１２上のドッグクラッチ２１Ａ、２１Ｂを介して選択した入力歯車および出力歯車からなる歯車組２０Ａ〜２０Ｃを介して出力軸６を駆動する力行および出力軸６よりの駆動力により被駆動されて回生による発電が可能である。また、第２クラッチＣ２が締結された際には、エンジン１により被駆動されることによっても発電が可能である。力行時の電力はインバータ４を介してバッテリ５から供給され、発電時の電力はインバータ４を介してバッテリ５に充電される。
【００１８】
システムコントローラ１４は、基本的には、検出されたアクセル操作量および車速等に基づき運転者が要求する駆動力を求め、要求駆動力が実現されるように、エンジンコントローラ１０を介してエンジン１を制御し、また、ＡＴＭコントローラ１３を介して変速段を選択し且つモータジェネレータ３のトルクを制御する。具体的には、運転者の要求駆動力および車速などにより、モータジェネレータ３のみによる駆動走行からエンジン１による駆動走行へ移行する条件を予め設定している。一般的には、要求駆動力が大きくなるに連れて、モータジェネレータ３による走行からエンジン１による走行へ、更に要求駆動力が大きくなる場合には、エンジン１とモータジェネレータ３との両者による走行へと移行させる。また、ＡＴＭコントローラ１３よりのアップシフト変速信号に応じてエンジンコントローラ１０に一時的なトルクダウン指令を出力する。
【００１９】
以上の構成のハイブリッド車両の駆動装置の変速動作について以下に説明する。
【００２０】
図２（Ａ）〜（Ｃ）はハイブリッド車両の駆動装置の変速時の動力伝達状態を示した説明図、図３は変速開始から変速終了までの各要素の回転数およびトルクの推移の概要を示すタイムチャートである。ここで、図２（Ａ）〜（Ｃ）では、第２入力軸１２と出力軸６との間で変速段を実現する歯車組２０Ａのギヤ比は、第１入力軸１１と出力軸６との間で変速段を実現する歯車組２０Ｅのギヤ比よりも大きい（低速段）ものとしており、運転者より急な発進要求が発せられ、第２入力軸１２と出力軸６との低変速段の歯車組２０Ａによる発進状態の制御、および、車両が増速されて第１入力軸１１と出力軸６との高速段の歯車組２０Ｅへのアップシフトする場合の制御について説明する。
【００２１】
モータジェネレータ３のみの駆動走行からエンジン１による駆動走行へ移行する運転者の要求駆動力および車速などの条件、および、エンジン１とモータジェネレータ３との両者による駆動走行へ移行する運転者の要求駆動力および車速などの条件は予め設定されている。
【００２２】
図２（Ａ）は発進直後の状態を示し、低速段である第２入力軸１２と出力軸６との間の歯車組２０Ａをドッグクラッチ２１Ａにより選択締結し、モータジェネレータ３のみによる駆動走行が可能な状態となっている。また、第１および第２クラッチＣ１およびＣ２は開放され、高速段の歯車組２０Ｅを第１入力軸１１に締結するドッグクラッチ２１Ｃも解放され、第１入力軸１１は停止状態である。従って、第１入力軸１１の慣性による駆動力低下なしに、モータジェネレータ３は、第２入力軸１２を経由してドッグクラッチ２１Ａによる第２入力軸１２と出力軸６との歯車組２０Ａのみを経由して車両を駆動する。
【００２３】
運転者からの駆動力要求値がエンジン走行以上を要求している場合には、エンジン１のトルクをより増幅して伝達するために、第２クラッチＣ２を締結状態とし、エンジン１の駆動力により第２入力軸１２を駆動し、モータジェネレータ３は必要に応じてアシストを行う（図３の時点ｔ０〜ｔ１参照）。高速段である第１入力軸１１と出力軸６との間の歯車組２０Ｅのドッグクラッチ２１Ｃがプリシフトされて第１入力軸１１が回転する場合には、第１入力軸１１の慣性による駆動力の低下を抑制するために、ドッグクラッチ２１Ｃ（および、第１クラッチＣ１も）を解放し、第１入力軸１１への駆動力を停止状態とする。
【００２４】
車速が上昇し、システムコントローラ１４より変速要求が発せられる（図３の時点ｔ１）と、低速段である第２入力軸１２と出力軸６との間の歯車組２０Ａによる駆動力伝達から高速段である第１入力軸１１と出力軸６との間の歯車組２０Ｅによる駆動力伝達へ切換える変速動作が開始される。変速動作は選択する変速段を歯車組２０Ａから歯車組２０Ｅへ変更する動作であり、ドッグクラッチ２１Ｃを歯車組２０Ｅへ締結させる必要がある。
【００２５】
ところで、第１入力軸１１を回転数がゼロの停止状態としている場合には、ドッグクラッチ２１Ｃを車速に連動して回転している歯車組２０Ｅに締結することはできない。そこで、第１入力軸１１を歯車組２０Ｅに見合った回転数まで上昇させることが必要となる。第１入力軸１１の回転数上昇の方法として、ドッグクラッチ２１Ｃを締結して、出力軸６よりの回転エネルギを供給する方法が考えられるが、ドッグクラッチ２１Ｃ締結時にショックを伴う場合もあり、運転者に違和感を与える虞があり、実用的ではない。
【００２６】
本実施形態においては、図２（Ｂ）に示すように、第２クラッチＣ２の締結力を完全締結状態から滑り状態へ締結力を下げるよう制御するとともに、第１クラッチＣ１の締結力を上昇させる（図３の時点ｔ１参照）。エンジン１のトルクの一部は第２クラッチＣ２を介して出力軸６へ伝達し、残りのトルクは第１入力軸１１へ伝達して第１入力軸１１の回転数を上昇させる。このようにすることにより、変速動作と連動して、（必要エンジン動力がシフトアップに伴って低下されることに起因する）熱として捨てられていたエネルギを活用して第１入力軸１１の回転数を上昇させ、ドッグクラッチ２１Ｃを締結することができる。この時のエンジン１のトルクの上げ方、第１クラッチＣ１の締結力の上げ方、および、第２クラッチＣ２の締結力の下げ方は、要求駆動力や車速に応じて変化させるのが望ましい。
【００２７】
同時に、モータジェネレータ３のトルクを増加させ、第２クラッチＣ２を経由して出力されるエンジン１の駆動力低下分を、第２クラッチＣ２の締結力指令値より推定し、補う。また、その後のモータジェネレータ３のアシストトルクは、第１クラッチＣ１の締結力と要求駆動力から算出することもできる。
【００２８】
第１入力軸１１の回転数が上昇し、歯車組２０Ｅの入力歯車の回転数とほぼ一致する時点ｔ２の前後において、システムコントローラ１４はエンジンコントローラ１０によりエンジンのトルクダウン制御を開始する。同時に、図２（Ｃ）に示すように、ドッグクラッチ２１Ｃの締結を開始し、第２クラッチＣ２の締結力を開放させる一方、第１クラッチＣ１の締結力を上昇させる。エンジン１のトルクダウン制御（エンジン駆動力低下）、第１クラッチＣ１の締結力の上昇（エンジン駆動力消費）および第２クラッチＣ２の開放動作（第１変速段の拘束からの開放）により、エンジン回転数が徐々に低下される。
【００２９】
ドッグクラッチ２１Ｃが締結され、第１クラッチＣ１の締結力が車両の要求駆動力程度を駆動軸換算したもの程度まで上昇した時点ｔ４において、第１クラッチＣ１の締結力を滑り状態に制御する（時点ｔ４〜ｔ５）。また、第１クラッチＣ１の締結力のすべり制御が開始された段階（時点ｔ４以降）でエンジン１をトルクダウン制御から徐々に回復させる。
【００３０】
第１クラッチＣ１の締結力が滑り状態に制御されることで、エンジン１のイナーシャによるエネルギが消費され、エンジン回転数はさらに徐々に低下し、駆動力の引込みや突上げを防止しつつ、エンジン１の回転数推移が滑らかになり、エンジン１のイナーシャによる突上げなどが発生せず、運転者に違和感のない変速動作が実行される。この時点のエンジン１のトルクは、滑り状態の第１クラッチＣ１を介して出力軸６に伝達される。
【００３１】
車両の駆動力は、モータジェネレータ３のアシスト力を除くと、第１クラッチＣ１の伝達トルクとなる。そこで、第１クラッチＣ１の締結力の目標値を、車両の要求駆動力を駆動軸換算したものからモータジェネレータ３のアシストトルクを除いたもの程度にすることにより、運転者の要求に応じた駆動力特性とすることができる。
【００３２】
エンジン１の回転数が第１入力軸１１の回転数と一致するまで低下した時点ｔ５において、第１クラッチＣ１の締結力を上限値に復帰させ、モータジェネレータ３からのアシストトルクの増加を解除することで変速動作が完了する。
【００３３】
図４は、運転者の駆動力要求指令の大きさに対する第１クラッチＣ１の締結力および出力軸６の駆動トルクの時間的推移を示したものである。第１クラッチＣ１の滑り状態での締結力および出力軸６へ伝達されるトルクは、運転者の駆動力要求指令が破線７３で示すように比較的小さい場合には、符号８３（細かい破線）および符号９３（細かい破線）に示すように比較的低くし、運転者の駆動力要求指令が上昇する（符号７２）につれて、符号８２（長い破線）さらには符号８１（実線）に示すように、高くする。さらに、全開加速の場合（符号７１）では、運転者の要求駆動力はパワートレインの発生可能駆動力を超えている。その場合は、第１クラッチＣ１の目標締結力を変速前後のギヤ段における駆動力の中間値（符号８１実線）となるような目標値とする（この場合の出力軸６の伝達トルクは、符号９１で示している）。即ち、運転者の要求に応じて第１クラッチＣ１の締結力を制御することで滑らかな変速フィーリングにすることができる。
【００３４】
ドッグクラッチ２１Ｃ締結後（時点ｔ４）の滑り状態の第１クラッチＣ１の締結力は、エンジン１のトルクを出力軸６に伝達する伝達トルクを決定し、モータジェネレータ３のアシストトルクも出力軸６に加算される。したがって、第１クラッチＣ１の締結力の目標値を、車両の要求駆動力を駆動軸換算したものからモータジェネレータ３のアシストトルクを除いたもの程度にすることにより、運転者の要求に応じた駆動力特性とすることができる。
【００３５】
また、本来、熱として捨てていたエンジン１のイナーシャに起因するエネルギの一部で第１入力軸１１の回転数上昇と変速時の駆動力を補うため、燃費性能に優れた変速動作が可能となる。
【００３６】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００３７】
（ア）出力軸６と少なくとも２つの入力軸１１、１２との間において噛合い式クラッチ２１により選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組２０Ａ〜２０Ｇを有し、第１入力軸１１は第１クラッチＣ１を介してエンジン１に接続可能であり、第２入力軸１２はモータジェネレータ３に接続され且つエンジン１に第２クラッチＣ２を介して接続可能であり、各歯車組２０Ａ〜２０Ｇは噛合い式クラッチ２１Ａ〜２１Ｄを介して動力伝達可能となる変速機２と、エンジン１およびモータジェネレータ３を制御すると共に第１，２クラッチＣ１、Ｃ２の締結力および噛合い式クラッチ２１を制御する制御手段（１０、１３、１４）とを備えるものであり、制御手段により、モータジェネレータ３および／またはエンジン１の駆動力により第２入力軸１２と出力軸６との間の歯車組２０Ａを介して出力軸６を駆動する第１の変速段から前記第１入力軸１１と出力軸６との間の歯車組２０Ｅを介してエンジン１の駆動力により出力軸６を駆動する駆動力倍増率のより低い第２の変速段への変速時は、モータジェネレータ３が第２入力軸１２と出力軸６との間の歯車組２０Ａを介して出力軸６を駆動するトルクアシスト状態とし、第２クラッチＣ２を遮断するとともに第１クラッチＣ１の締結力を増加調整することで第１入力軸１１の回転を第２の変速段に適合させて第２の変速段を選択する噛合い式クラッチ２１Ｃを締結し、その後に第１クラッチＣ１の締結力をすべり状態に制御する。
【００３８】
即ち、変速時に、第２の変速段を選択する噛合い式クラッチ２１Ｃをプリシフトすることなく、その締結に先立ち、第１クラッチＣ１の締結力を増加させて回転同期させるものであるため、変速動作と連動して、（必要エンジン動力がシフトアップに伴って低下されることに起因する）熱として捨てられていたエネルギを活用して第１入力軸１１の回転数を増減させ、ドッグクラッチ２１Ｃを締結することができ、加速性能を損なうことがない。
【００３９】
また、第１クラッチＣ１の締結力が滑り状態に制御されるため、エンジン１のイナーシャによるエネルギが消費され、エンジン回転数はさらに徐々に低下し、駆動力の引込みや突上げを防止しつつ、エンジン１の回転数推移が滑らかになり、エンジン１のイナーシャによる突上げなどが発生せず、運転者に違和感のない変速動作が実行され、変速品質を向上させることができる。
【００４０】
（イ）前記第１クラッチＣ１におけるすべり状態での締結力は、運転者の駆動力要求に応じた締結力とするため、変速時の駆動力を運転者の意図に応じた値に近づけることができ、違和感の無い変速が可能である。
【００４１】
（第２実施形態）
図５〜図８は、本発明を適用したハイブリッド車両の駆動装置の第２実施形態を示し、図５はハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成図、図６はハイブリッド車両の駆動装置の変速時の動力伝達状態を示す説明図、図７は変速開始から変速終了までの各要素の回転数およびトルクの推移の概要を示すタイムチャート、図８は変速時の第１クラッチトルク、エンジン回転数、および車両駆動力の変化を示すグラフである。本実施形態においては、第２入力軸が第１入力軸に第２クラッチを介して接続される構成が第１実施形態と相違する。なお、第１実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００４２】
図５において、第２実施形態のハイブリッド車両の駆動装置は、エンジン１により駆動される変速装置２Ａ（ＡＭＴ）の構成が、第１実施形態に対して相違し、その他の構成は第１実施形態と同様に構成される。
【００４３】
本実施形態の変速装置２Ａは、出力軸（車両駆動軸）６と第１および第２入力軸１１、１２との間に選択的に作動可能な多数の歯車組２０Ａ〜２０Ｆを有し、第１入力軸１１は第１クラッチＣ１を介してエンジン１に接続可能である構成で第１実施形態の変速機と共通し、モータジェネレータ３に接続される第２入力軸１２が第１入力軸１１に第２クラッチＣ２を介して接続可能となっている構成で第１実施形態の変速装置２と相違している。図示例では、第１および第２入力軸１１、１２は同軸に配置され、両入力軸１１、１２間に第２クラッチＣ２を備える「ハイブリッドＡＭＴ」を構成している。
【００４４】
以上の構成のハイブリッド車両の駆動装置の変速動作について、図６に示す説明図および図７に示す変速開始から変速終了までの各要素の回転数およびトルクの推移の概要を示すタイムチャートに基づいて、以下に説明する。ここで、図６（Ａ）〜（Ｂ）では、第２入力軸１２と出力軸６との間で変速段を実現する歯車組２０Ａのギヤ比は、第１入力軸１１と出力軸６との間で変速段を実現する歯車組２０Ｅのギヤ比よりも大きい（低速段）ものとしており、第２入力軸１２と出力軸６との低変速段の歯車組２０Ａから第１入力軸１１と出力軸６とのそれより高速段の歯車組２０Ｅへのアップシフトの制御について説明する。
【００４５】
図６（Ａ）は発進直後の状態を示し、低速段である第２入力軸１２と出力軸６との間の歯車組２０Ａをドッグクラッチ２１Ａにより選択締結し、第１および第２クラッチＣ１およびＣ２は締結され、エンジン１により駆動走行が可能な状態となっている。エンジン１の駆動トルクは低速段である第２入力軸１２と出力軸６との間の歯車組２０Ａにより出力軸６に増幅して伝達され、モータジェネレータ３は必要に応じてアシストを行う（図７の時点ｔ１０〜ｔ１１参照）。
【００４６】
車速が上昇し、システムコントローラ１４より変速要求が発せられる（図７の時点ｔ１１）と、低速段である第２入力軸１２と出力軸６との間の歯車組２０Ａによる駆動力伝達から高速段である第１入力軸１１と出力軸６との間の歯車組２０Ｅによる駆動力伝達へ切換える変速動作が開始され、システムコントローラ１４はエンジンコントローラ１０によりエンジンのトルクダウン制御を開始する。
【００４７】
変速動作は選択する変速段を歯車組２０Ａから歯車組２０Ｅへ変更する動作であり、ドッグクラッチ２１Ｃを歯車組２０Ｅへ締結させる必要がある。しかし、エンジン１の回転数状態は歯車組２０Ａのギヤ比に連動した状態であるため、ドッグクラッチ２１Ｃを歯車組２０Ｅに締結し、急激にエンジン１の回転数を歯車組２０Ｅのギヤ比に連動させると、エンジン１のイナーシャに起因するトルクショックが発生し、運転者に違和感を与える虞があり、実用的ではない。
【００４８】
本実施形態においては、図６（Ｂ）に示すように、第１および第２クラッチＣ１、Ｃ２の締結力を完全締結状態から滑り状態へ締結力を下げるよう制御し（図７の時点ｔ１１〜ｔ１２参照）、ドッグクラッチ２１Ｃの締結を行う（時点ｔ１２〜ｔ１２）。このようにすることにより、第１入力軸１１上のトルクをドッグクラッチ２１Ｃのシフト力とクラッチ形状から決まる同期力以下にして、ショックを発生させずに容易に締結させることができる。即ち、第２クラッチＣ２および第１クラッチＣ１の締結力を下げているため、第１入力軸１１上のトルクは小さく、ドッグクラッチ２１Ｃは容易に締結できる。このとき、第１入力軸１１のイナーシャに起因するトルク変動が生じるが、第１入力軸１１の慣性が小さいことと、回転数差が比較的小さいため（第１実施形態のツインクラッチＡＭＴ-ＨＥＶのよりは十分小さい）、運転者に違和感を与えるショックではないと考えられる。エンジン１のトルクの下げ方、第１クラッチＣ１の締結力および第２クラッチＣ２の締結力の下げ方やタイミングは、要求駆動力や車速に応じて変化させるのが望ましい。
【００４９】
同時に、モータジェネレータ３のトルクを増加させ、第２クラッチＣ２を経由して出力されるエンジン１の駆動力低下分を、第２クラッチＣ２の締結力指令値より推定し、補う。このとき（ｔ１１〜）、車両は駆動系のイナーシャおよびモータジェネレータ３のアシスト力で走行している。そのため、モータジェネレータ３はその回転数における最大トルクを発生する場合もある。
【００５０】
ドッグクラッチ２１Ｃの締結（ｔ１２〜ｔ１３）により、第１入力軸１１の回転数はエンジン１の回転数とは遊離した歯車組２０Ｅの入力歯車の回転数となり、第１クラッチＣ１がこの回転数差を吸収する。
【００５１】
次いで、第２クラッチＣ２を開放し、第１クラッチＣ１の締結力を車両の要求駆動力を駆動軸換算したもの程度にその締結力を滑り状態に制御し（時点ｔ１３〜）、モータジェネレータ３のアシストトルクを第１クラッチＣ１の締結力上昇分だけ低下させる。エンジン１のイナーシャによる回転エネルギは、滑り状態の第１クラッチＣ１に消費され、エンジン１の回転数が滑らかに低下される。これにより、駆動力の引込みや突上げを防止しつつ、エンジン１の回転数が滑らかに推移して低下させることができる。即ち、エンジン１のイナーシャによる突上げなどが発生せず、運転者に違和感のない変速動作が可能である。
【００５２】
この時点のエンジン１のトルクは、滑り状態の第１クラッチＣ１を介して車両駆動軸（出力軸）６に伝達されるため、車両の駆動力は、モータジェネレータ３のアシスト力を除くと、車両駆動力は第１クラッチＣ１の伝達トルクとなる。そこで、第１クラッチＣ１の締結力の目標値を、車両の要求駆動力を駆動軸換算したものからモータジェネレータ３のアシストトルクを除いたもの程度にすることにより、運転者の要求に応じた駆動力特性とすることができる。この時点ｔ１３よりエンジン１をトルクダウン制御から徐々に回復させる。
【００５３】
エンジン１の回転数が低下して第１入力軸１１の回転数とほぼ一致する時点ｔ１４において、システムコントローラ１４はＡＴＭコントローラ１３により、第１クラッチＣ１の締結力を上限値に復帰させ、モータジェネレータ３からのアシストトルクの増加を解除することで変速動作が完了する。以上より、加速性能と変速品質を確保する変速制御が完了する。
【００５４】
図８は、前記ハイブリッド車両の駆動装置の変速制御において、第１クラッチＣ１のすべり制御を実行しない場合を破線により、また、すべり制御を実行した場合を実線により、第１クラッチＣ１の通過トルク、エンジン回転数、および、車両駆動力の推移を夫々示すものである。図に示すように、第１クラッチＣ１のすべり制御を実行しない場合には、破線で示すように、エンジン回転数が車両駆動軸６の回転数に歯車組２０Ｅのギヤ比を乗じた回転数まで急激に低下され、その際にエンジン１のイナーシャによる回転エネルギが第１クラッチＣ１を通過し、車両駆動力が大きく変動する。これに対し、第１クラッチＣ１のすべり制御を実行した場合には、実線で示すように、第１クラッチＣ１がすべり制御されるため、エンジン１のイナーシャによる回転エネルギは、滑り状態の第１クラッチＣ１に消費され、エンジン１の回転数が滑らかに低下され、駆動力の引込みや突上げを防止できる。即ち、第１クラッチＣ１のすべり制御により、駆動力の変化を抑え、滑らかな変速性能にすることができ、変速品質が向上できる。
【００５５】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（イ）に加えて以下に記載した効果を奏することができる。
【００５６】
（ウ）出力軸６と少なくとも２つの入力軸１１、１２との間において噛合い式クラッチ２１Ａ〜２１Ｃにより選択されて動力を伝達可能となるよう常時噛合う複数の歯車組２０Ａ〜２０Ｆを有し、第１入力軸１１は第１クラッチＣ１を介してエンジン１に接続可能であり、第２入力軸１２はモータジェネレータ３に接続され且つ第１入力軸１１に第２クラッチＣ２を介して接続可能であり、各歯車組２０Ａ〜２０Ｆは噛合い式クラッチ２１Ａ〜２１Ｃを介して動力伝達可能となる変速機２Ａと、エンジン１およびモータジェネレータ３を制御すると共に第１，２クラッチＣ１、Ｃ２の締結力および噛合い式クラッチ２１を制御する制御手段（１０、１３、１４）とを備えるものであり、制御手段により、モータジェネレータ３および／またはエンジン１の駆動力により第２入力軸１２と出力軸６との間の歯車組２０Ａを介して出力軸６を駆動する第１の変速段から前記第１入力軸１１と出力軸６との間の歯車組２０Ｅを介してエンジン１の駆動力により出力軸６を駆動する駆動力倍増率のより低い第２の変速段への変速時は、モータジェネレータ３が第２入力軸１２と出力軸６との間の歯車組２０Ａを介して出力軸６を駆動するトルクアシスト状態とし、第２クラッチＣ２を遮断するとともに第１クラッチＣ１の締結力を減少調整することで第１入力軸１１の回転を第２の変速段に適合させて第２の変速段を選択する噛合い式クラッチ２１Ｃを締結し、その後に第１クラッチＣ１の締結力をすべり状態に制御する。
【００５７】
即ち、変速時に、第２の変速段を選択する噛合い式クラッチ２１Ｃをプリシフトすることなく、その締結に先立ち、第１クラッチＣ１の締結力を減少させて回転同期させるものであるため、変速動作と連動して、（必要エンジン動力がシフトアップに伴って低下されることに起因する）熱として捨てられていたエネルギを活用して第１入力軸１１の回転数を増減させ、ドッグクラッチ２１Ｃを締結することができ、加速性能を損なうことがない。
【００５８】
また、第１クラッチＣ１の締結力が滑り状態に制御されるため、エンジン１のイナーシャによるエネルギが消費され、エンジン回転数はさらに徐々に低下し、駆動力の引込みや突上げを防止しつつ、エンジン１の回転数推移が滑らかになり、エンジン１のイナーシャによる突上げなどが発生せず、運転者に違和感のない変速動作が実行され、変速品質を向上させることができる。
【００５９】
（第３実施形態）
図９は、本発明を適用したハイブリッド車両の駆動装置の第３実施形態を示すタイムチャートである。本実施形態においては、第１および第２実施形態における変速終了時における第１クラッチＣ１の締結力の上限値への復帰タイミングを変更することにより変速時間を短縮するようにしたものである。なお、第１および第２実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００６０】
本実施形態におけるハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成は、第１実施形態（ツインクラッチＡＭＴ-ＨＥＶ）または第２実施形態（ハイブリッドＡＭＴ-ＨＥＶ）と同様であり、また、その変速動作についても、下記の構成を除いて同様に構成している。以下、相違点について、図９に基づいて説明する。
【００６１】
図９において、（Ａ）〜（Ｃ）は第１または第２実施形態における変速終了時制御を示し、（Ｄ）〜（Ｆ）は本実施形態における変速終了時制御を示す。本実施形態においては、（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように、第１クラッチＣ１の締結力を制御しながら、エンジン回転数を低下させている状態（時点ｔ４（ｔ１３）〜）において、エンジン実回転数とエンジン目標回転数の差が、ある閾値ΔＮｅ以下となった時点ｔ１５において、第１クラッチＣ１の締結力を上限値までに上昇させるよう制御するものである。
【００６２】
前記閾値ΔＮｅは、以下のように設定する。即ち、エンジン１の実回転数と目標回転数の差をΔＮeとし、第１クラッチＣ１の締結力の上限値までの到達時間をΔｔとし、駆動系の慣性をＪとすると、その時点におけるモータジェネレータ３の発生可能トルクＴｍが下記式（１）の条件を、
Ｔｍ  ≧  Ｊ（ΔＮｅ／Δｔ）−（要求駆動力を駆動軸換算したトルク） ・・・（１）
満たすΔＮｅを閾値とする。
【００６３】
上記の式（１）で定義される閾値ΔＮｅであれば、エンジンイナーシャに起因するトルク変動（Ｅ）をモータジェネレータ３の発電により吸収可能であるので、変速品質を損ねることなく、変速時間を短縮化できる。
【００６４】
本実施形態においては、第１クラッチＣ１の締結力が小さいとエンジン１の回転数の低下が遅くなり、変速動作の長期化につながる課題を、可能な限り、第１クラッチＣ１の締結力を大きくし、モータジェネレータ３の制御で変速時間の短縮化と変速品質の両立を目指す制御を行うことができる。なお、この制御は運動エネルギをモータジェネレータ３で吸収するものであるため、全開加速時に適用した場合には用いない。
【００６５】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）、（イ）および第２実施形態における効果（ウ）に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。
【００６６】
（エ）第１クラッチＣ１におけるすべり状態の締結力は、エンジン１の目標回転数と前記エンジン１の実回転数との差が敷居値以下の場合には、前記第１クラッチＣ１の締結力を最大値へ上昇させるため、変速時間を短縮することができる。
【００６７】
（オ）モータジェネレータ３のトルクアシスト量は、前記第１クラッチＣ１の締結力を最大値へ上昇時におけるトルク変化を減少若しくは反転させるよう増減させるため、変速時間短縮に伴うエンジンイナーシャのトルク変動をモータジェネレータ３のトルクを制御することで、運転者に違和感の無いように吸収することができる。
【００６８】
（第４実施形態）
図１０は、本発明を適用したハイブリッド車両の駆動装置の第４実施形態を示すシステム構成図である。本実施形態においては、ドッグクラッチ２１Ｃ締結後のエンジンイナーシャに起因するエネルギを滑り制御するクラッチＣ１以外のクラッチＣ２の締結力を上昇させて動力循環状態として摩擦熱により散逸させるものである。なお、第１および第２実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００６９】
本実施形態におけるハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成は、第１実施形態（ツインクラッチＡＭＴ-ＨＥＶ）または第２実施形態（ハイブリッドＡＭＴ-ＨＥＶ）と同様であり、また、その変速動作についても、下記の構成を除いて同様に構成している。以下、相違点について、図１０に基づいて説明する。
【００７０】
図１０（Ａ）は、第１実施形態と同様のツインクラッチＡＭＴ-ＨＥＶであり、ドッグクラッチ２１Ｃ締結後のエンジンイナーシャに起因するエネルギを滑り制御を行うクラッチＣ１以外のクラッチＣ２の締結力を上昇させ、矢印で示すように、動力循環状態を形成して、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の摩擦熱で散逸させるものである。
【００７１】
具体的には、ドッグクラッチ２１Ｃ締結後、第１クラッチＣ１を運転者の要求に応じて滑り制御しながら、第２クラッチＣ２の締結力を制御し、車両駆動軸６に生じるエンジン１のイナーシャトルクを変速機２内に循環させる。このとき、第２クラッチＣ２や歯車組２０Ａ、２０Ｅなどで損失が発生し、イナーシャトルクによるエネルギを散逸する。このとき、モータジェネレータ３での発電制御によってもエンジン１のイナーシャトルクを吸収させることを併用してもよい。
【００７２】
図１０（Ｂ）は、第２実施形態と同様のハイブリッドＡＭＴ-ＨＥＶであり、ドッグクラッチ２１Ｃ締結後のエンジンイナーシャに起因するエネルギを滑り制御を行うクラッチＣ１以外のクラッチＣ２の締結力を上昇させ、矢印で示すように、動力循環状態を形成して、第２クラッチＣ２での摩擦熱で散逸させるものである。
【００７３】
具体的には、ドッグクラッチ２１Ｃ締結後、第１クラッチＣ１を運転者の要求に応じて滑り制御しながら、第２クラッチＣ２の締結力を制御し、車両駆動軸６に生じるエンジン１のイナーシャトルクを変速機２Ａ内に循環させる。このとき、第２クラッチＣ２や歯車組２０Ａ、２０Ｅなどで損失が発生し、イナーシャトルクによるエネルギを散逸する。このとき、モータジェネレータ３での発電制御によってもエンジン１のイナーシャトルクを吸収させることを併用してもよい。
【００７４】
以上の制御は、バッテリ５やモータジェネレータ３に故障が発生した場合などでも、変速品質を極端に悪化させないための制御方式とできる。
【００７５】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）、（イ）、第２実施形態における効果（ウ）および第３実施形態における効果（エ）に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。
【００７６】
（カ）第２クラッチＣ２の締結力は、前記第１クラッチＣ１の締結力を最大値へ上昇時におけるトルク変化を動力循環で吸収するよう一時的に増加させるため、モータジェネレータ３の駆動力が低下したりバッテリ残量が少なくなったりしてモータジェネレータ３を駆動できない場合でも、変速品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成図。
【図２】同じくハイブリッド車両の駆動装置の変速時の動力伝達状態を各段階（Ａ）〜（Ｃ）に分けて示した説明図。
【図３】同じく変速開始から変速終了までの各要素の回転数およびトルクの推移の概要を示すタイムチャート。
【図４】同じく運転者の駆動力要求指令の大きさに対する第１クラッチの締結力および車両駆動軸の駆動トルクの時間的推移を示したタイムチャート。
【図５】本発明の第２実施形態を示すハイブリッド車両の駆動装置のシステム構成図。
【図６】同じくハイブリッド車両の駆動装置の変速時の動力伝達状態を各段階（Ａ）〜（Ｃ）に分けて示す説明図。
【図７】同じく変速開始から変速終了までの各要素の回転数およびトルクの推移の概要を示すタイムチャート。
【図８】同じく変速時の第１クラッチトルク、エンジン回転数、および車両駆動力の変化を示すグラフ。
【図９】本発明の第３実施形態を示すハイブリッド車両の駆動装置のタイムチャート。
【図１０】本発明の第４実施形態を示すハイブリッド車両の駆動装置の動作の各段階（Ａ）、（Ｂ）に分けて示す説明図。
【符号の説明】
【００７８】
Ｃ１  第１クラッチ
Ｃ２  第２クラッチ
１  エンジン
２、２Ａ  変速装置
３  モータジェネレータ
４  インバータ
５  バッテリ
６  出力軸、車両駆動軸
７  デファレンシャル装置
８  駆動輪
９  スタータ・ジェネレータ
１０  エンジンコントローラ
１１  第１入力軸
１２  第２入力軸
１３  ＡＴＭコントローラ
１４  システムコントローラ
２０Ａ〜２０Ｇ  歯車組
２１Ａ〜２１Ｄ  ドッグクラッチ、噛合い式クラッチ
【図１】
2005147312.tif 000003
【図２】
2005147312.tif 000004
【図３】
2005147312.tif 000005
【図４】
2005147312.tif 000006
【図５】
2005147312.tif 000007
【図６】
2005147312.tif 000008
【図７】
2005147312.tif 000009
【図８】
2005147312.tif 000010
【図９】
2005147312.tif 000011
【図１０】
2005147312.tif 000012